二维铁电/多铁材料的第一性原理研究

报告人:杨 庆 博士 中国科学院物理研究所

主持人:廖敏 教授

时 间:2020年10月6日上午10:50-11:20

地 点:第二教学楼319学术报告厅

学术报告情况简述:

报告摘要:在未来的二维纳米电路中,基于二维铁电/多铁材料的器件有望成为理想的非易失性存储器。此类材料可结合有效的电写磁读而实现高效的信息存储,而迄今为止很少被报道。我们通过第一性原理计算设计了一系列低维铁电/多铁材料:通过第一性原理计算发现卤素修饰的磷烯体系可以得到具有垂直的铁电极以及“可移动”的磁性的二维多铁性无金属材料。 当我们用垂直电场驱动铁电极化翻转的同时,磁性也会随着铁电方向而移动。这类材料对于实现非易失性存储具有很大优势,当设计成多铁隧道结时具有很高的开关比。由于共价键结合的铁电体与离子键结合的铁电体具有不同的特征,使其在退极化场中仍具有较强的垂直极化;同时发现几种选定的酞菁分子具有弯曲的结构和可翻转的垂直极化,同时在环境条件下具有较强的稳定性。当我们把单分子插入到熟知的双层二维材料(如双层MoS2 或 CrI3)中,磁化强度可以改变结构的自旋分布,甚至在外加电场翻转铁电极化时,同时可以将磁性翻转 180 度,以此来实现高效的电写磁读;通过计算揭示WTe2双层及多层中垂直极化的起源:即垂直极化是由于平面内的平移引起层间垂直电荷转移,而层间的平移可以通过层间滑动来实现,类似的层间滑移铁电性可能存在于一系列范德华双层甚至块体材料中。 报告人简介:杨庆,中国科学院物理研究所博士后,合作导师为孟胜教授,于2020年六月博士毕业于华中科技大学凝聚态物理专业(导师:吴梦昊教授)。博士期间发表四篇学术论文 (JACS, Adv.Sci., JPCL, Research),并获得博士国家奖学金。主要以第一性原理计算及分子动力学为主关注低维材料的电学和磁学等性质,以及其在能源和信息存储方面的应用,通过化学修饰,应力等方法加以调节,设计各种多功能器件。

 

湘潭大学材料科学与工程学院

低维材料及其应用技术教育部重点实验室

2020年10月4日